JP2023059569A - ウレタン系接着剤組成物、加硫ゴム接着方法、コンベヤベルト - Google Patents

ウレタン系接着剤組成物、加硫ゴム接着方法、コンベヤベルト Download PDF

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Abstract

【課題】本発明は、BRを高い割合で含有する加硫ゴムに対する接着性が優れる、接着剤組成物、上記接着剤組成物を用いた加硫ゴム接着方法及びコンベヤベルトを提供することを目的とする。【解決手段】ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを含有し、ポリオール成分が以下のポリオール1とポリオール2とを含み、加硫ゴムを接着するために使用される、ウレタン系接着剤組成物。ポリオール1:ガラス転移温度が-30~+60℃であり、水酸基価が1~20KOHmg/gであり、且つ、エステル結合を有する、ポリオール化合物ポリオール2:水酸基価が20KOHmg/g超500KOHmg/g以下であり、且つ、骨格が、イソプレン及び/又はブタジエンの重合体、これらの水素添加物、ポリオレフィン、エステル結合、並びに、カーボネート結合からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する、ポリオール化合物【選択図】なし

Description

本発明は、ウレタン系接着剤組成物、加硫ゴム接着方法及びコンベヤベルトに関する。
従来、例えばコンベヤベルトのようなベルトをエンドレス化する(例えば、長尺化する、及び/又は、リング状にする)ために、加硫ゴム又は未加硫ゴムを接合することによってゴムとゴムとをつなぎ合わせている。上記の接合方法には、未加硫のゴム同士を加硫することによって接合する加硫接合と、加硫済みのゴム同士を接着剤で接着して接合する自然加硫接着とが一般的に用いられている。
加硫接合では未加硫のゴム同士を加硫するための設備が必要である。特にコンベヤベルトのような大型製品をエンドレス化する場合、上記設備を大型にする必要がある。
一方、自然加硫接着ではこのような大型設備は不要であるというメリットがある。自然加硫接着に使用できる接着剤(上記接着剤は自然加硫接着剤とも称される。)として、例えば、特許文献1、2が知られている。
特許第6733436号公報 特開2021-031562号公報
このようななか、本発明者らは自然加硫接着剤について、特許文献1を参考にして接着剤を調製しこれを評価したところ、クロロプレンゴム及びポリイソシアネートを含有する接着剤は、ゴム成分中ブタジエンゴム(BR)を例えば30質量%を超える量で含有するゴム組成物の加硫ゴムとの接着性が低い場合があることが明らかとなった(比較例6)。
また、特許文献2を参考にして接着剤組成物を調製しこれを評価したところ、ポリイソシアネート化合物と、ポリエステルとを含有する接着剤組成物も、ゴム成分中ブタジエンゴム(BR)を30質量%超の量で含有する加硫ゴムとの接着性が低い場合があることが明らかとなった(比較例3~5、8)。
そこで、本発明は、BRを高い割合で含有する加硫ゴムに対する接着性が優れる、接着剤組成物を提供することを目的とする。更に、上記接着剤組成物を用いた加硫ゴム接着方法及び上記接着剤組成物を用いて製造されたコンベヤベルトを提供することも目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを含有し、ポリオール成分が特定範囲の水酸基価等を有する、ポリオール1とポリオール2とを含むことによって所望の効果が得られることを見出し、本発明に至った。
本発明は上記知見等に基づくものであり、具体的には以下の構成により上記課題を解決するものである。
[1]
ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを含有し、上記ポリオール成分が以下のポリオール1とポリオール2とを含み、加硫ゴムを接着するために使用される、ウレタン系接着剤組成物。
ポリオール1:ガラス転移温度が-30~+60℃であり、水酸基価が1~20KOHmg/gであり、且つ、エステル結合を有する、ポリオール化合物
ポリオール2:水酸基価が20KOHmg/g超500KOHmg/g以下であり、且つ、骨格が、イソプレン及び/又はブタジエンの重合体、これらの水素添加物、ポリオレフィン、エステル結合、並びに、カーボネート結合からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する、ポリオール化合物
[2]
上記ポリオール成分が有する全水酸基中、上記ポリオール1が有する水酸基の割合が、10~30モル%である、[1]に記載のウレタン系接着剤組成物。
[3]
上記ポリオール成分が有する全水酸基中、上記ポリオール2が有する水酸基の割合が、40~70モル%である、[1]又は[2]に記載のウレタン系接着剤組成物。
[4]
上記ポリオール成分が、更に、水酸基価が500KOHmg/g超1300KOHmg/g以下であるポリオール3を含む、[1]~[3]のいずれかに記載のウレタン系接着剤組成物。
[5]
上記ポリオール3の水酸基価が、1000~1300KOHmg/gである、[4]に記載のウレタン系接着剤組成物。
[6]
上記ポリオール成分が有する全水酸基中、上記ポリオール3が有する水酸基の割合が、10~40モル%である、[4]又は[5]に記載のウレタン系接着剤組成物。
[7]
上記ポリオール成分が有する全水酸基に対する、上記ポリイソシアネート成分が有する全イソシアネート基のモル比が、1.0~3.0である、[1]~[6]のいずれかに記載のウレタン系接着剤組成物。
[8]
上記ポリオール1のガラス転移温度が、0~+50℃である、[1]~[7]のいずれかに記載のウレタン系接着剤組成物。
[9]
上記ポリオール1の数平均分子量が、6,000~23,000である、[1]~[8]のいずれかに記載のウレタン系接着剤組成物。
[10]
上記ポリオール2が、骨格として、ポリイソプレン、ポリブタジエン、若しくは、これらの水素添加物、又は、ポリカーボネートを少なくとも有する、[1]~[9]のいずれかに記載のウレタン系接着剤組成物。
[11]
更に、溶剤を含有し、上記溶剤が少なくとも酢酸エステル系溶剤を含む、[1]~[10]のいずれかに記載のウレタン系接着剤組成物。
[12]
[1]~[11]のいずれかに記載のウレタン系接着剤組成物を用いて加硫ゴム同士を接着させる、加硫ゴム接着方法。
[13]
[1]~[11]のいずれかに記載のウレタン系接着剤組成物を用いてベルトの端部同士を接着したコンベヤベルト。
本発明のウレタン系接着剤組成物は、BRを高い割合で含有する加硫ゴムに対する接着性が優れる。更に、本発明のウレタン系接着剤組成物を用いた加硫ゴム接着方法及び本発明のウレタン系接着剤組成物を用いて製造されたコンベヤベルトを提供することできる。
本発明のコンベヤベルトの接着形式の一例を示す模式図である。
本発明について以下詳細に説明する。
なお、本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を含む範囲を意味する。
本明細書において、特に断りのない限り、各成分はその成分に該当する物質をそれぞれ単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。成分が2種以上の物質を含む場合、成分の含有量は、2種以上の物質の合計の含有量を意味する。
本明細書において、加硫済みのゴム同士を接着剤で接着する接合を単に「接着」と称する場合がある。
本明細書において、BRを高い割合で含有する加硫ゴムに対する接着性を単に「接着性」という場合がある。また、BRを高い割合で含有する加硫ゴムに対する接着性がより優れることを、本発明の効果がより優れるということがある。
[ウレタン系接着剤組成物]
本発明のウレタン系接着剤組成物(本発明の接着剤組成物)は、
ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを含有し、上記ポリオール成分が以下のポリオール1とポリオール2とを含み、加硫ゴムを接着するために使用される、ウレタン系接着剤組成物である。
ポリオール1:ガラス転移温度が-30~+60℃であり、水酸基価が1~20KOHmg/gであり、且つ、エステル結合を有する、ポリオール化合物
ポリオール2:水酸基価が20KOHmg/g超500KOHmg/g以下であり、且つ、骨格が、イソプレン及び/又はブタジエンの重合体、これらの水素添加物、ポリオレフィン、エステル結合、並びに、カーボネート結合からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する、ポリオール化合物
本発明の接着剤組成物はこのような構成をとるため、所望の効果が得られるものと考えられる。その理由は明らかではないが、およそ以下のとおりと推測される。
本発明の接着剤組成物をBRを高い割合で含有する加硫ゴムに適用すると、水酸基価が20KOHmg/g超500KOHmg/g以下であるポリオール2が、上記加硫ゴムの表面へ移動及び/又は侵入し、上記の状態でポリオール成分がポリイソシアネート成分と反応することによって硬化物(接着剤)に架橋効果及び投錨効果が生じ、その結果加硫ゴム同士の間に強固な接着が生じると考えられる。
以下、本発明の接着剤組成物に含有される各成分について詳述する。
[ポリオール成分]
本発明の接着剤組成物に含有されるポリオール成分は、ヒドロキシ基を複数有する化合物である。ポリオール成分が有するヒドロキシ基の数は、1分子当たり平均で、2個以上であればよく、2~4個が好ましい。
本発明において、ポリオール成分はポリオール1とポリオール2とを含む。このことによって、本発明の接着剤組成物は接着性が優れる。
[ポリオール1]
本発明において、ポリオール成分に含まれるポリオール1は、ガラス転移温度が-30~+60℃であり、水酸基価が1~20KOHmg/gであり、且つ、エステル結合を有する、ポリオール化合物である。
[ポリオール1のガラス転移温度]
本発明において、ポリオール1が有するガラス転移温度(Tg)は-30~+60℃(-30℃以上+60℃以下)である。ポリオール1のTgが上記範囲であることによって、本発明の接着剤組成物は接着性が優れる。
ポリオール1のTgは、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、0~+60℃であることが好ましく、+10~+50℃がより好ましく、+15~+50℃が更に好ましい。
ポリオール1のTgは、本発明の効果がより優れ、初期強度が大きいという観点から、0~+60℃であることが好ましく、+10~+50℃がより好ましく、+15~+40℃が更に好ましい。
本発明において、各ポリオール成分のガラス転移温度は示差走査熱量計により測定することができる。例えば20℃/分の昇温速度で上記測定をし、その結果から中点法にてガラス転移温度を算出することができる。
[ポリオール1の水酸基価]
本発明において、ポリオール1の水酸基価(OH価)は1~20KOHmg/gである。ポリオール1のOH価が上記範囲であることによって、本発明の接着剤組成物は接着性が優れる。
ポリオール1のOH価は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、5~20KOHmg/gであることが好ましく、10~20KOHmg/gがより好ましい。
本発明において、各ポリオール成分の水酸基価は、JIS K1557-1:2007に準じて測定できる。
(ポリオール1が有する水酸基の割合)
ポリオール成分が有する全水酸基中、ポリオール1が有する水酸基の割合は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、10~30モル%であることが好ましく、10.0~20.0モル%がより好ましい。
上記割合の範囲は、ポリオール成分が後述するポリオール3を更に含む場合も同様とできる。
(ポリオール1の酸価)
ポリオール1の酸価は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、1~20KOHmg/gであることが好ましく、2~10KOHmg/gがより好ましい。
本発明において、各ポリオール成分の酸価は、JIS K0070:1992に準じて測定できる。
[ポリオール1のエステル結合]
本発明において、ポリオール1は、複数のヒドロキシ基の他にエステル結合を有する。ポリオール1がエステル結合を有することによって、本発明の接着剤組成物は接着性が優れる。
ポリオール1は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、ポリオール1の骨格がエステル結合を有することが好ましく、上記骨格がポリエステルを有することがより好ましい。
(ポリオール1の例)
ポリオール1は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、ポリエステルポリオール(骨格がポリエステルポリマーであり、複数のヒドロキシ基を有する化合物)を含むことが好ましい。
(ポリオール1の数平均分子量)
ポリオール1の数平均分子量は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、6,000~23,000であることが好ましい。
本発明において、各ポリオール成分がポリマーである場合(例えばポリオール1としてのポリエステルポリオール)、各ポリオール成分の数平均分子量は、溶媒としてテトラヒドロフランを使用したゲル浸透クロマトグラフィーによるポリスチレン換算値とすることができる。
[ポリオール2]
本発明において、ポリオール成分に含まれるポリオール2は、水酸基価が20KOHmg/g超500KOHmg/g以下であり、且つ、骨格が、イソプレン及び/又はブタジエンの重合体、これらの水素添加物、ポリオレフィン、エステル結合、並びに、カーボネート結合からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する、ポリオール化合物である。
[ポリオール2の水酸基価]
本発明において、ポリオール2の水酸基価(OH価)は20KOHmg/g超500KOHmg/g以下である。ポリオール2のOH価が上記範囲であることによって、本発明の接着剤組成物は接着性が優れる。
ポリオール2のOH価は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、21~400KOHmg/gであることが好ましく、30~300KOHmg/gがより好ましく、45~225KOHmg/gが更に好ましい。
ポリオール2がポリエステル骨格を有するポリオール(ポリエステルポリオール)を含む場合、ポリオール2としてのポリエステルポリオールのOH価は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、21~200KOHmg/gが好ましく、21~100KOHmg/gがより好ましい。
ポリオール2がポリブタジエン骨格を有するポリオール(ポリブタジエンポリオール)を含む場合、ポリブタジエンポリオールのOH価は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、30~200KOHmg/gが好ましく、35~90KOHmg/gがより好ましい。
ポリオール2がポリカーボネート骨格を有するポリオール(ポリカーボネートポリオール)を含む場合、ポリカーボネートポリオールのOH価は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、30~300KOHmg/gが好ましく、100~225KOHmg/gがより好ましい。
(ポリオール2が有する水酸基の割合)
ポリオール成分が有する全水酸基中、ポリオール2が有する水酸基の割合は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、10.0~70.0モル%であることが好ましい。
上記のポリオール2が有する水酸基の割合は、ポリオール成分が後述するポリオール3を更に含む場合も同様とできる。
[ポリオール2の骨格]
本発明において、ポリオール2は、複数のヒドロキシ基の他に、骨格として、イソプレン及び/又はブタジエンの重合体、これらの水素添加物、ポリオレフィン、エステル結合、並びに、カーボネート結合からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する。ポリオール2が骨格に上記構造を有することによって、本発明の接着剤組成物は接着性が優れる。
ポリオール2が骨格にエステル結合を有する場合、ポリオール2の骨格はポリエステルを有することが好ましい。上記のようなポリオール2としては例えば、ポリエステルポリオール(骨格がポリエステルポリマーであり、複数のヒドロキシ基を有する化合物)が挙げられる。
ポリオール2が骨格にカーボネート結合を有する場合、上記骨格はポリカーボネートを有することが好ましい。上記のような上記ポリオール2としては例えば、ポリカーボネートポリオール(骨格がポリカーボネートポリマーであり、複数のヒドロキシ基を有する化合物)が挙げられる。
ポリオール2が、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、骨格として、ポリイソプレン、ポリブタジエン、若しくは、これらの水素添加物、又は、ポリカーボネートを少なくとも有することが好ましく、ポリブタジエン、その水素添加物、又は、ポリカーボネートを少なくとも有することがより好ましい。
(ポリオール2の粘度)
ポリオール2(例えばポリブタジエンポリオール)の30℃条件下における粘度は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、6.0Pa・s以下が好ましい。
ポリオール2(例えばポリイソプレンポリオール)の75℃条件下における粘度は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、1000mPa・s以下が好ましい。
(ポリオール2の例)
ポリオール2は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、ポリイソプレンポリオール、ポリブタジエンポリオール、これらの水素添加物ポリオール、及び、ポリカーボネートポリオールからなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、ポリブタジエンポリオール、その水素添加物ポリオール、及び、ポリカーボネートポリオールからなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことがより好ましい。
(ポリオール2の数平均分子量)
ポリオール2の数平均分子量は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、500~5,000であることが好ましく、500~3,000がより好ましい。
(ポリオール3)
上記のポリオール成分は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、更に、水酸基価が500KOHmg/g超1300KOHmg/g以下であるポリオール3を含むことが好ましい。
ポリオール3の水酸基価は、上記と同様の理由から、1000~1300KOHmg/gであることがより好ましい。
(ポリオール3が有する水酸基の割合)
ポリオール成分が更にポリオール3を含む場合、ポリオール成分が有する全水酸基中、ポリオール3が有する水酸基の割合は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、10~70モル%であることが好ましく、20~65モル%がより好ましい。
(ポリオール成分が更にポリオール3を含む場合のポリオール2、3が有する水酸基の割合)
ポリオール成分が、ポリオール3を更に含み、ポリオール2としてポリカーボネートポリオールを含む場合において、ポリオール成分が有する全水酸基中、上記ポリオール2(ポリカーボネートポリオールを含む)が有する水酸基の割合は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、10.0~50.0モル%であることが好ましく、20.0~40.0モル%がより好ましい。
また、上記の場合において、ポリオール成分が有する全水酸基中、ポリオール3が有する水酸基の割合は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、20.0~70.0モル%であることが好ましく、40.0~65.0モル%がより好ましい。
(ポリオール3の構造)
ポリオール3は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、ヒドロキシ基を複数有する低分子化合物(モノマー)であることが好ましい態様として挙げられる。
ポリオール3において複数のヒドロキシ基は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、炭化水素基に結合することが好ましく、炭素原子及び水素原子だけで形成される炭化水素基に結合することがより好ましい。
上記炭化水素基の炭素数は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、2~15が好ましく、3~5がより好ましい。
上記炭化水素基は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、直鎖状又は分岐状のアルキル基が好ましい。
ポリオール3としては、例えば、ブタンジオール、ジエチル-1,5-ペンタンジオール、ブチルエチルプロパンジオール、ノナンジオールが挙げられる。
ポリオール3は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、ブタンジオールを含むことが好ましく、1,4-ブタンジオールを含むことがより好ましい。
(ポリオール3の分子量)
ポリオール3の分子量は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、500未満であることが好ましい。
なお、本発明において、ポリオール成分が低分子量(モノマー)である場合、ポリオール成分の分子量は低分子化合物の分子量測定に用いられる通常の方法によって測定できる。
[ポリイソシアネート]
本発明の接着剤組成物は、ポリイソシアネート成分を含有する。ポリイソシアネート成分はイソシアネート基を複数有する化合物である。
ポリイソシアネート成分としては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメリックMDI、1,4-フェニレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、1,5-ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリフェニルメタントリイソシアネートのような芳香族系ポリイソシアネート;
ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHDI)、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート(NBDI)、トランスシクロヘキサン-1,4-ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン(H6XDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)のような、脂肪族系(上記脂肪族は、直鎖状、分岐状及び脂環式を含む概念である)ポリイソシアネート;
これらのカルボジイミド変性ポリイソシアネートが挙げられる。
ポリイソシアネート成分は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、芳香族系ポリイソシアネートを含むことが好ましく、MDI、ポリメリックMDI、これらのカルボジイミド変性体、及び、トリフェニルメタントリイソシアネートからなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことがより好ましく、ポリメリックMDI及び/又はトリフェニルメタントリイソシアネートを含むことが更に好ましい。
ポリメリックMDIとは、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートである。ポリメリックMDIは、重合度が異なるポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートの混合物であってもよい。ポリメリックMDIは、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートのほかに更にMDIを含んでもよい。ポリメリックMDIは特に制限されない。
トリフェニルメタントリイソシアネートとしては、例えば、トリフェニルメタン-4,4′,4″-トリイソシアネートが挙げられる。
ポリイソシアネート成分は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、常温(23℃)で液状であることが好ましい。
常温で液状であるポリイソシアネート成分としては、例えば、ポリメリックMDIが挙げられる。
ポリイソシアネート成分は、溶媒に溶解させた状態であってもよい。
(ポリオール成分とポリイソシアネート成分の組合せ)
ポリオール成分とポリイソシアネート成分は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、ポリオール1、ポリオール2としてのポリカーボネートポリオール、及び、ポリオール3を含むポリオール成分と、トリフェニルメタントリイソシアネートを含むポリイソシアネート成分の組合せ1、
ポリオール1、ポリオール2としてのポリブタジエンポリオール又はポリイソプレンポリオール、及び、ポリオール3を含むポリオール成分と、ポリメリックMDIを含むポリイソシアネート成分の組合せ2が好ましい。
・組合せ1
上記組合せ1は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性、初期強度の大きさが優れるという観点から、ポリオール1が0~+40℃のTgを有するポリエステルポリオールを含むこと、及び/又は、
ポリオール成分が有する全水酸基中、ポリオール2が有する水酸基の割合が10.0~40.0モル%であり、かつ、ポリオール3が有する水酸基の割合が20.0~70.0モル%であることが好ましく、
ポリオール1が0~+40℃のTgを有するポリエステルポリオールを含み、ポリオール成分が有する全水酸基中、ポリオール2が有する水酸基の割合が10.0~40.0モル%であり、かつ、ポリオール3が有する水酸基の割合が20.0~70.0モル%であることがより好ましい。
・組合せ2
上記組合せ2は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性、初期強度の大きさが優れるという観点から、ポリオール1が0~+40℃のTgを有するポリエステルポリオールを含むこと、
ポリオール2が、ポリブタジエンポリオールを含むこと、
ポリオール2は、水酸基価が30~90KOHmg/gであるポリブタジエンポリオールが含むこと、及び/又は、
ポリオール成分が有する全水酸基中、ポリオール2が有する水酸基の割合は50.0~70.0モル%であり、かつ、ポリオール3が有する水酸基の割合は20.0~40.0モル%であることが好ましく、
ポリオール1が0~+40℃のTgを有するポリエステルポリオールを含み、
ポリオール2が水酸基価が30~90KOHmg/gであるポリブタジエンポリオールを含み、ポリオール成分が有する全水酸基中、ポリオール2が有する水酸基の割合は50.0~70.0モル%であり、かつ、ポリオール3が有する水酸基の割合は20.0~40.0モル%であることがより好ましい。
(NCO/OHのモル比)
ポリオール成分が有する全水酸基に対する、ポリイソシアネート成分が有する全イソシアネート基のモル比(NCO/OH)は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、0.7~5.5であることが好ましく、1.0~3.0がより好ましく、1.5~2.5が更に好ましい。
(溶剤)
本発明の接着剤組成物は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、更に、溶剤を含有することが好ましい。
溶剤は、ポリオール成分に対して、溶解性又は相溶性があり、反応性がないものであれば特に制限されない。ポリイソシアネート成分に対しても同様である。
溶剤としては、有機溶剤が挙げられ、具体的には例えば、エステル系溶剤、メチルエチルケトンのようなケトン類、テトラヒドロフランのようなエーテル類が挙げられる。
溶剤は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、エステル系溶剤を含むことが好ましく、酢酸エステル系溶剤を含むことがより好ましく、酢酸エチルを含むことが更に好ましい。
(溶剤の含有量)
本発明の接着剤組成物が更に溶剤を含有する場合、溶剤の含有量は、本発明の接着剤組成物全量中の30~80質量%であることが好ましい。上記の場合、ポリオール成分とポリイソシアネート成分の合計量は、本発明の接着剤組成物全量中の20~70質量%とできる。
ポリイソシアネート成分が溶媒に溶解させた状態であった場合、ポリイソシアネート成分とともに使用された溶媒の量は、上記の溶剤の含有量に含まれる。
(その他の成分)
本発明の接着剤組成物は、上述した成分以外に、必要に応じて、例えば、触媒、カーボンブラック、白色充填剤(例えば、シリカ、炭酸カルシウム、クレー、タルク)、老化防止剤、酸化防止剤、顔料(染料)、可塑剤、軟化剤、難燃剤のような添加剤を更に含有することができる。上記各添加剤の種類、含有量は適宜選択することができる。
(触媒)
本発明の接着剤組成物は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、更に、触媒を含有することが好ましい。
触媒としては、例えば、2-エチルヘキサン酸、オレイン酸などカルボン酸類;ポリリン酸、エチルアシッドホスフェート、ブチルアシッドホスフェートなどのリン酸類;オクチル酸ビスマスなどのビスマス触媒;ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジラウレートなどのスズ系触媒;1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール(例えば、DMP-30)、ビス(2-ジメチルアミノエチル)エーテルなどのアミン系触媒が挙げられる。
触媒は、スズ系触媒及び/又はアミン系触媒を含むことが好ましく、スズ系触媒及びアミン系触媒を含むことがより好ましい。
触媒の量は、適宜選択することができる。
(接着剤組成物の製造方法1)
本発明の接着剤組成物は、例えば、上述した成分を混合することによって製造することができる。また、上記のように製造した場合、本発明の接着剤組成物を1成分系とすることができる。
(接着剤組成物の製造方法2)
本発明の接着剤組成物は、貯蔵安定性が優れる観点から、少なくとも2成分系であることが好ましい。
本発明の接着剤組成物を2成分系とする場合、第1液に少なくともポリオール成分を添加し、第2液にポリイソシアネート成分を添加すればよい。その他の成分は適宜第1液及び/又は第2液に添加すればよい。
本発明の接着剤組成物が2成分系である場合、第1液と第2液とを混合して使用すればよい。
[ウレタン系接着剤組成物]
本発明の接着剤組成物は、ポリオール成分とポリイソシアネート成分とが反応して、ポリウレタン系の接着剤となることができる。
[加硫ゴムを接着]
本発明の接着剤組成物は、加硫ゴムを接着するために使用することができる。
上記加硫ゴムは、既に加硫された後のゴムを意味する。本発明の接着剤組成物は、少なくとも片方の被着体が加硫ゴムであればよく、両方の被着体が加硫ゴムであることが好ましい態様の1つとして挙げられる。両方の被着体が加硫ゴムである場合、両方の加硫ゴムの種類は同じであっても異なってもよい。両方の被着体が加硫ゴムである場合、両方の加硫ゴムの種類は、本発明の効果がより優れ、初期強度の発現性が優れるという観点から、同じであることが好ましい。また、複数の異なる種類の加硫ゴムの層を有する被着体同士を接着させる場合、上記と同様の理由から、同質の加硫ゴム同士を接着させることが好ましい。例えば、加硫ゴムAの層と加硫ゴムBの層とを有する被着体同士を接着させる場合、加硫ゴムAの層同士及び/又は加硫ゴムBの層同士を接着させることが好ましい。
加硫ゴムに含まれるゴム成分としては、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、芳香族ビニル-共役ジエン共重合体ゴム(例えばスチレンブタジエンゴム)、アクリロニトリル-ブタジエン共重合ゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(Br-IIR、Cl-IIR)、クロロプレンゴム(CR)のようなジエン系ゴムが挙げられる。
加硫ゴムは、ゴム成分のほかに、更に、カーボンブラック又はシリカのような充填剤、シランカップリング剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、老化防止剤、加工助剤、オイル(例えば、プロセスオイル、アロマオイル)、液状ポリマー、加硫剤(例えば、硫黄)、加硫促進剤などのゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤を含むことができる。
加硫ゴムは硫黄による加硫ゴムであることが好ましい。加硫の条件は特に制限されない。
本発明の接着剤組成物は、BRを高い割合(例えばゴム成分中のBRの含有量が30質量%を超える)で含有する加硫ゴムに対する接着性が優れる。また、本発明の接着剤組成物は、BRを低い割合(例えばゴム成分中のBRの含有量が30質量%未満)で含有する加硫ゴム、又は、BRを含まない加硫ゴムに対する接着性も優れる。
本発明の接着剤組成物は、例えば、5~40℃、10~80%RHの条件下で硬化することができる。
本発明の接着剤組成物は、ゴム製品同士(特に、長い形状のもの)のエンドレス加工が容易にできるため、例えばコンベヤベルト同士の接着に用いることが好ましい。
[加硫ゴム接着方法]
次に、本発明の加硫ゴム接着方法を説明する。
本発明の加硫ゴム接着方法は、本発明のウレタン系接着剤組成物を用いて加硫ゴム同士を接着させる、加硫ゴム接着方法である。
本発明の加硫ゴム接着方法において使用される接着剤組成物は、本発明のウレタン系接着剤組成物であれば特に制限されない。
本発明の加硫ゴム接着方法において使用される加硫ゴムは、既に加硫された後のゴムであれば特に制限されない。加硫ゴムは、上述の[加硫ゴムを接着]に記載した加硫ゴムと同様とできる。
本発明の加硫ゴム接着方法は、上述のとおり加硫ゴムに対する接着性が優れる接着剤組成物を使用するので、加硫ゴム、特にBRを高い割合(例えばゴム成分中の30質量%超)で含有する加硫ゴムの接着に対して有用である。
加硫ゴムは、加硫後、必要に応じて、例えば、バフ掛けのような物理的な表面処理、表面処理剤(例えばプライマー)のような化学的表面処理がなされてもよい。
加硫ゴムは、その表面の凹凸を大きくして接着剤組成物を浸透しやすくすることによって本発明の効果がより優れるという観点から、バフ掛けのような物理的な表面処理がなされていることが好ましい。
本発明の加硫ゴム接着方法は、例えば、上述の加硫ゴムに本発明の接着剤組成物を塗布して、上記加硫ゴムを別の加硫ゴムと貼り合わせて、15~35℃、40~70%RHの条件下で硬化させ、加硫ゴム同士を接着させることができる。
加硫ゴム同士を接着させる際、加硫ゴムにおいて接着させる箇所は特に制限されない。上記箇所としては加硫ゴムの例えば、表面、端部が挙げられる。
加硫ゴムが複数ある場合、複数の加硫ゴム同士をつなぎ合わせて長尺化してもよい。
また、1つの加硫ゴム、又は、上記のように一体となった加硫ゴムにおいて、上記加硫ゴムにおける端部同士を接着させて、上記加硫ゴムを輪の形状(リング状)にしてもよい。
[コンベヤベルト]
本発明のコンベヤベルトは、本発明のウレタン系接着剤組成物を用いてベルトの端部同士を接着したコンベヤベルトである。
本発明のコンベヤベルトにおいて使用される接着剤組成物は、本発明のウレタン系接着剤組成物であれば特に制限されない。
本発明のコンベヤベルトに使用されるベルトは、コンベヤベルトに使用できるものであれば特に制限されない。
上記ベルト(原料としてのコンベヤベルト)としては、例えば、抗張力材が埋設されているコートゴムの上下にカバーゴムが設けられた構造を有するもの等を挙げることができる。上記抗張力材としては、特に限定されないが、例えば、帆布、スチールコード等を挙げることができる。
ベルトを構成する加硫ゴムは、コンベヤベルトに使用できるゴムであれば特に制限されない。例えば加硫ゴムは、上述の[加硫ゴムを接着]に記載した加硫ゴムと同様とできる。
加硫ゴムは、加硫後、必要に応じて、例えば、バフ掛けのような物理的な表面処理、表面処理剤(例えばプライマー)のような化学的表面処理がなされてもよい。
ベルトにおいて接着される部分の加硫ゴムは、その表面の凹凸を大きくして接着剤組成物を浸透しやすくすることによって本発明の効果がより優れるという観点から、バフ掛けのような物理的な表面処理がなされていることが好ましい。
[ベルトの端部同士]
本発明において、ベルトの端部同士を接着する際、ベルトにおける接着面は加硫ゴムを含むことが好ましい。
本発明のコンベヤベルトにおいて使用されるベルトが複数ある場合、複数のベルトを各ベルトの端部同士でつなぎ合わせて、ベルトを長尺化し一体としてもよい。
また、1つのベルトにおける端部同士を接着して、上記ベルトを輪の形状(リング状)にしてもよい。上記のように長尺化されて一体となったベルトについても同様である。
本発明のコンベヤベルトは、本発明の接着剤組成物で、1つのベルトにおいて端部同士を接着して、又は、上記のように長尺化されて一体となったベルトの端部同士を接着して、エンドレス化(リング状に)されていることが好ましい。
本発明のコンベヤベルトの製造方法(接着方法、エンドレス化方法)としては、例えば、通常のとおり帯状のベルト(原料としてのコンベヤベルト。以下同様)を加硫によって作製し、次いで上記ベルトの端部に本発明の接着剤組成物を塗布して、ベルトの端部同士を接着させる方法が挙げられる。ベルトの端部に本発明の接着剤組成物を塗布する前にベルトを後述のように、加工してもよく、加工しなくてもよい。加工(接着形式)については、例えば、ベルトの端部の厚みを進行方向に対して斜めに切断して接着するスカイバー方式;ベルトの端部のカバーゴム、コートゴム、抗張力材等の各層を階段状に剥離切断して接着するステップ方式;ベルトの端部を重ね合わせて接着するオーバーラップ方式(ベルトの加工は特にない);ベルトの端部をくさび型に切り込んで突き合わせ接着するフィンガー方式(電光型ジョイント方式または差し子方式)、ベルトの端部の厚みを進行方向に対してくさび型に切り込んで突き合わせ接着する方式、各方式の改良型又は融合型等を挙げることができる。
本発明のコンベヤベルトの製造方法として、例えば、添付の図1に示す態様が挙げられる。本発明は添付の図面に制限されない。図1は、本発明のコンベヤベルトの接着形式の一例を示す模式図である。図1は、上記接着形式について具体的には、ベルトの端部のカバーゴム、コートゴム、抗張力材(図示せず)の各層を階段状に剥離切断して接着するステップ方式の一例を示す。
ベルト(被着体ゴム)として、図1(a)に示すように、端部領域4においてカバーゴム2a、2b、コートゴム3、抗張力材(図示せず)の各層が階段状に剥離切断されたベルト1、並びに、端部領域4’においてカバーゴム2a’、2b’、コートゴム3’、抗張力材(図示せず)の各層が階段状に剥離切断されたベルト1’を準備する。次いで、端部領域4における接着界面、及び/又は、端部領域4’における接着界面に本発明の接着剤組成物を塗布したのち、端部領域4と端部領域4’とを図1(b)に示すように接着し、コンベヤベルトを製造する。つまり、図1(b)に示すコンベヤベルトは、ベルトの端部における加硫ゴム同士を本発明の接着剤組成物を用いて接着する。加硫ゴム同士が接着することについて、その組合せとしては、例えば、図1(b)においては、カバーゴム2aと2a’、カバーゴム2bと2b’、コートゴム3と3’の組合せのように同じ種類の加硫ゴム同士である他、カバーゴム2aとコートゴム3’、コートゴム3とカバーゴム2b’の組合せのように異なる種類(又は配合)の加硫ゴムが挙げられる。
本発明のコンベヤベルトの製造方法としては、例えば、本発明の接着剤組成物をベルトの加硫ゴム(カバーゴム、コートゴム等、ベルトが有する加硫ゴムのいずれであってもよい)に塗布して乾燥させた後、ベルトの加硫ゴム(被着体ゴム)同士を貼り合わせて圧着し、0~35℃(好ましくは15~30℃、より好ましくは20~25℃)で3~72時間(好ましくは3~24時間、より好ましくは6~18時間)放置する方法などが挙げられる。更に、加温や加圧をすることにより、接着剤組成物の反応が加速され接着処理に要する時間を短縮することができる。ただし、加硫ゴムの過加硫を避けるために、加温は100℃以下が好ましい。
以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし本発明はこれらに限定されない。
<接着剤組成物の製造>
下記表の「第1液(配合・質量部)」に示した各成分を同表に示す組成(質量部)で用い、これらを撹拌機で混合して第1液を調製した。
下記表の「第2液(配合・質量部)」に示した各成分を同表に示す組成(質量部)で用い、これらを撹拌機で混合して第2液を調製した。
次いで、上記のとおり調製した第1液及び第2液を下記表の「第1液/第2液の混合」に示す量(質量部)で混合して、各接着剤組成物を製造した。
<被着体ゴムの作製1>
下記(BR系コンパウンド1)に示した各成分(質量部)を撹拌機で混合して未加硫ゴム組成物を調製した。なお、下記(BR系コンパウンド1)は、後述する表7に示すBR系コンパウンド1と同様である。
(BR系コンパウンド1)
・NR/SBR/BR=28/36/36(質量部)のゴム成分100質量部
・カーボンブラック:ISAFカーボンブラック65質量部
・オイル:6質量部
・硫黄:1.4質量部
・加硫促進剤D:0.2質量部
・加硫促進剤CZ:1.0質量部
次に、上記のとおり得られた未加硫ゴム組成物を、148℃、の条件下で加硫して、加硫ゴム(6インチ×4インチ四方、厚さ2mmの加硫済みシート)を得て、加硫ゴムの表面をサンドペーパーでバフがけした後、表面処理剤(商品名アフトリート、東京材料株式会社製)を塗布し、乾燥させて、被着体ゴム1を調製した。
<積層体の調製1>
上記のとおり調製した被着体ゴム1を2枚準備し、上記被着体ゴム1のそれぞれに上記のとおり製造された接着剤組成物を塗布し、接着剤組成物を塗布した面で被着体ゴム1同士を貼り合わせてサンプルとし、サンプルの上に質量10kgの重りをのせ、23℃、50%RHの条件下で3時間又は1週間養生させて、各積層体1を調製した。
<評価>
上記のとおり調製された各積層体1を用いて以下の評価を行った。結果を表1~6の「評価結果」に示す。
<接着性>
養生1週間後の各積層体1を用いて、室温(23℃)、剥離速度50mm/分の条件でT型の剥離試験を行い、剥離強度(最大ピーク強度。単位:N/25mm)を測定し、剥離試験後の破壊状態を目視で確認した。
・剥離強度(1週間後)
◎は養生1週間後の積層体1の剥離強度が80N/25mm以上であったことを示す。
○は上記剥離強度が60N/25mmを超え80N/25mm未満であったことを示す。
△は上記剥離強度が40~60N/25mmであったことを示す。
×は上記剥離強度が40N/25mm未満であったことを示す。
・剥離試験後の破壊状態(1週間後)
CFは凝集破壊を示す。MFは加硫ゴムが破壊したことを示す。「CF/MF」はCFとMFが混在したことを示す。
AFは界面破壊を示す。「CF/AF」はCFとAFが混在したことを示す。
・加硫ゴムに対する接着性の評価基準
本発明において、BRを高い割合で含有する加硫ゴムに対する接着性を、上記の養生1週間後の各積層体1の剥離強度、及び、剥離試験後の破壊状態で評価した。
即ち、本発明において、養生1週間後の積層体1の、上記剥離強度が60N/25mmを超え、且つ、破壊状態がCF及び/又はMFであった場合、BRを高い割合で含有する加硫ゴムに対する接着性が優れると評価した。上記剥離強度が60N/25mmをより大きいほど上記接着性がより優れる。
一方、養生1週間後の積層体1の、上記剥離強度が60N/25mm以下であった場合、又は、破壊状態がAFであった場合、BRを高い割合で含有する加硫ゴムに対する接着性が悪いと評価した。
<初期強度の発現性>
養生3時間後の各積層体1を用いて、室温(23℃)、剥離速度50mm/分の条件でT型の剥離試験を行い、剥離強度(最大ピーク強度。単位:N/25mm)を測定し、剥離試験後の破壊状態を目視で確認した。
・剥離強度(3時間後)
◎は養生3時間後の各積層体1の剥離強度が25N/25mm以上であったことを示す。
○は上記剥離強度が10N/25mmを超え25N/25mm未満であったことを示す。
△は上記剥離強度が5~10N/25mmであったことを示す。
×は上記剥離強度が5N/25mm未満であったことを示す。
なお、剥離試験後の破壊状態(3時間後)の表示は、上記剥離試験後の破壊状態(1週間後)と同様である。
・初期強度の発現性の評価基準
本発明において、BRを高い割合で含有する加硫ゴムに対する初期強度の発現性を、上記の養生3時間後の各積層体1の剥離強度、及び、剥離試験後の破壊状態で評価した。
本発明において、養生3時間後の各積層体1の、上記剥離強度(3時間後)が10N/25mmを超え、且つ、破壊状態がCF及び/又はMFであった場合、BRを高い割合で含有する加硫ゴムに対する初期強度の発現性が優れると評価した。上記剥離強度が10N/25mmをより大きいほど上記接着性がより優れる。
一方、上記剥離強度が10N/25mm以下であった場合、又は、破壊状態がAFであった場合、BRを高い割合で含有する加硫ゴムに対する初期強度の発現性が悪いと評価した。
Figure 2023059569000001
Figure 2023059569000002
Figure 2023059569000003
Figure 2023059569000004
Figure 2023059569000005
Figure 2023059569000006
表1~表6に示した各成分の詳細は以下のとおりである。
[第1液]
(ポリオール1)
・ポリエステルポリオール1-1:バイロンGK-810、東洋紡社製。Tg46℃、水酸基価19KOHmg/g、酸価5KOHmg/g、Mn6,000。
・ポリエステルポリオール1-2:バイロンGK-890、東洋紡社製。Tg17℃、水酸基価13KOHmg/g、酸化5KOHmg/g、Mn11,000。
・ポリエステルポリオール1-3:バイロン630、東洋紡社製。Tg7℃、水酸基価5KOHmg/g、酸価<2KOHmg/g、Mn23,000。
・ポリエステルポリオール1-4:バイロン500、東洋紡社製。Tg4℃、水酸基価5KOHmg/g、酸価<2KOHmg/g、Mn23,000。
・ポリエステルポリオール1-5:バイロン550、東洋紡社製。Tg-15℃、水酸基価4KOHmg/g、酸価<2KOHmg/g、Mn28,000。
・ポリエステルポリオール1-6:バイロンUR-3210、東洋紡社製。Tg-3℃、水酸基価2.5KOHmg/g、酸価<1KOHmg/g、Mn40,000。
・ポリエステルポリオール1-7:バイロンUR-6100、東洋紡社製。Tg-30℃、水酸基価5KOHmg/g、酸価<1KOHmg/g、Mn32,000。
・比較ポリエステルポリオール:バイロン200、東洋紡社製。Tg67℃、水酸基価6KOHmg/g、酸価<2KOHmg/g、Mn17,000。
(ポリオール2)
・ポリエステルポリオール2-1:バイロンGK-680、東洋紡社製。Tg10℃、水酸基価21KOHmg/g、酸価<2KOHmg/g、Mn6,000。
・ブタジエン骨格ポリオール2-1:Poly bd 15HT、出光興産社製。水酸基価102.7KOHmg/g、Mn1,200。水酸基末端液状ポリブタジエン。1.5Pa・s@30℃
・ブタジエン骨格ポリオール2-2:Poly bd 45HT、出光興産社製。水酸基価46.6KOHmg/g、Mn 2,800。水酸基末端液状ポリブタジエン。5.0Pa・s@30℃
・イソプレン骨格ポリオール2:Poly ip、出光興産社製。水酸基価46.6KOHmg/g、Mn2,500。水酸基末端液状ポリイソプレン。7.5Pa・s@30℃
・ポリオレフィン骨格ポリオール2:エポール、出光興産社製。水酸基価50.5KOHmg/g、Mn2,500。水酸基末端液状ポリオレフィン。75Pa・s@30℃
・ポリエステルポリオール2-2:2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオールと無水フタル酸とのポリエステルポリオール。HS 2N-226P、豊国製油社製。水酸基価56.1KOHmg/g、Mn2,000
・ポリカーボネートポリオール2-1:EATERNACOLL PH200D、宇部興産社製。水酸基価57.3KOHmg/g、酸価0.03KOHmg/g、Mn2,000。1,5-ペンタンジオールと1,6-ヘキサンジオールを原料とするポリカーボネートポリオール。2200~3400mPa・s@75℃(液状)。
・ポリカーボネートポリオール2-2:EATERNACOLL UP-50、宇部興産社製、水酸基価224.4KOHmg/g、Mn500、300mPa・s@75℃(常温液状)。2-メチル-1,3-プロパンジオールを原料とするポリカーボネートポリオール
・比較ポリエーテルポリオール1:EXCENOL2020、旭硝子社製、水酸基価56.1KOHmg/g、Mn2,000
・比較ポリエーテルポリオール2:VORANOLTM P 400 Polyol、Dow Chemical 社製、水酸基価260KOHmg/g、Mn431
(ポリオール3)
・1,4BD:1,4-ブタンジオール(市販品、三菱ケミカル社製)、水酸基価1245KOHmg/g、分子量431
・PD-9:2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール(市販品、KHネオケム社製)、水酸基価700KOHmg/g、分子量160.3
・BEPG:2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール(市販品、KHネオケム社製)、水酸基価700KOHmg/g、分子量160.3
・ND:1,9-ノナンジオール(市販品、クラレ社製)、水酸基価700KOHmg/g、分子量160.3
(触媒)
・金属触媒:ジオクチルスズジラウレート。商品名U-810、日東化成社製
・アミン系触媒:ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル。商品名BL-19、エボニック社製
[第2液]
・芳香族系ポリイソシアネート1:ポリメリックMDI。スミジュール44V-10、住化コベストロウレタン社製、固形分100%、NCO%32.0%
・芳香族系ポリイソシアネート2:カルボジイミド変成MDI。商品名ミリオネートMTL、東ソー社製。固形分100%、NCO%29.0%
・芳香族系ポリイソシアネート3:triphenylmethane-4,4',4''-triisocyanate(Mw 367.36)デスモジュールRE、住化コベストロウレタン社製。固形分27質量%、NCO%9.3%
・脂肪族系ポリイソシアネート:ペンタメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体とペンタメチレンジイソシアネートのアロファネート体の混合物。スタビオ D-376N、三井化学社製。固形分100%、NCO%22.0%
表1~表6に示す結果から、ポリオール1を含有しない比較例1、2は、BRを高い割合で含有する加硫ゴムに対する接着性が悪かった。
ポリオール2を含有しない比較例3~5、8は、BRを高い割合で含有する加硫ゴムに対する接着性が悪かった。
ポリオール1、2を含有せず代わりに、クロロプレンゴムを含有する比較例6は、BRを高い割合で含有する加硫ゴムに対する接着性が悪かった。
ポリオール1を含有しない比較例7は、BRを高い割合で含有する加硫ゴムに対する接着性が悪かった。
これに対して、本発明の接着剤組成物は、BRを高い割合で含有する加硫ゴムに対する接着性が優れた。
<種々の被着体ゴムに対する接着性>
被着体ゴムとしては、コンベヤベルトのカバーゴムとして汎用されている6種のベルト(BR系コンパウンド1~3、耐摩ベルト、耐熱ベルト、耐油ベルト)および汎用のコートゴムを用いた。各ベルトの主な成分および加硫系を表7に示す。なお、以下の実施例では、同質の加硫ゴム同士の接着を評価した。
また、表中のポリマー欄において、「NR」は天然ゴム、「NBR」はニトリルゴム、「SBR」はスチレンブタジエンゴム、「BR」はブタジエンゴムを意味する。
また、カーボンブラック欄において、「ISAF」は「Intermidiates Super Abrasion Furnace」、「HAF」は「High Abrasion Furnace」、「GPF」は「General Purpose Furnace」を意味する。
また、加硫系欄(加硫成分欄)において、
「D」はグアニジン系加硫促進剤(三新化学工業社製 商品名「サンセラーD-G」)、
「CZ」はスルフェンアミド系加硫促進剤(大内新興化学工業社製 商品名「ノクセラーCZ-G」)、
「NS」はスルフェンアミド系加硫促進剤(三新化学工業社製 商品名「サンセラーNS-G」)、
「TS」はチウラム系加硫促進剤(三新化学工業社製 商品名「サンセラーTS-G」)、
「M」はチアゾール系加硫促進剤(大内新興化学工業社製 商品名「ノクセラーM」)を意味する。
カーボンブラック欄、オイル/可塑剤欄、および、加硫系欄における「phr」は、ポリマー100質量部に対する質量部を表す。
表中のBR系コンパウンド1は、上述の<被着体ゴムの作製1>で使用された(BR系コンパウンド1)と同じである。
Figure 2023059569000007
<被着体ゴムの作製2>
上記表7のゴム配合に示した各成分(質量部)を用いて、上述の<被着体ゴムの作製1>と同様(表面処理剤の塗布まですべて同様)にして各被着体ゴムを調製し、上記のとおり調製された各被着体ゴム2枚にそれぞれ、表7の「使用された接着剤組成物」に示す接着剤組成物を塗布し、接着剤組成物を塗布した面で同じ種類(配合)の被着体ゴム同士を貼り合わせてサンプルとし、サンプルの上に質量10kgの重りをのせ、23℃、50%RHの条件下で1週間養生させて、各積層体2を調製した。
<評価>
上記のとおり調製された各積層体2を用いて、上述の<接着性>と同様の評価を行った。評価基準も上記と同様である。結果を表7に示す。
表7に示す結果から、ポリオール1、2を含有せず代わりに、クロロプレンゴムを含有する比較例6の接着剤組成物をBRを高い割合で含有する加硫ゴム(BR系コンパウンド1~3)に対して使用した場合、加硫ゴム同士の接着性が悪かった。
これに対して、本発明の接着剤組成物は、加硫ゴム中、30質量%超のように、BRを高い割合で含有する加硫ゴム(例えば、コンベヤベルトにおけるBR系コンパウンドのカバーゴム)に対する接着性が優れた。
また、本発明の接着剤組成物は、BRを含まない又はBRを低い割合で含有する(加硫ゴム中30質量%以下)加硫ゴム(例えば、コンベヤベルトにおける、耐熱ベルト又はコートゴム)に対する接着性も優れた。
1、1’ ベルト
2a、2b、2a’、2b’ カバーゴム
3、3’ コートゴム
4、4’ 端部領域

Claims (13)

  1. ポリオール成分とポリイソシアネート成分とを含有し、前記ポリオール成分が以下のポリオール1とポリオール2とを含み、加硫ゴムを接着するために使用される、ウレタン系接着剤組成物。
    ポリオール1:ガラス転移温度が-30~+60℃であり、水酸基価が1~20KOHmg/gであり、且つ、エステル結合を有する、ポリオール化合物
    ポリオール2:水酸基価が20KOHmg/g超500KOHmg/g以下であり、且つ、骨格が、イソプレン及び/又はブタジエンの重合体、これらの水素添加物、ポリオレフィン、エステル結合、並びに、カーボネート結合からなる群から選ばれる少なくとも1種を有する、ポリオール化合物
  2. 前記ポリオール成分が有する全水酸基中、前記ポリオール1が有する水酸基の割合が、10~30モル%である、請求項1に記載のウレタン系接着剤組成物。
  3. 前記ポリオール成分が有する全水酸基中、前記ポリオール2が有する水酸基の割合が、40~70モル%である、請求項1又は2に記載のウレタン系接着剤組成物。
  4. 前記ポリオール成分が、更に、水酸基価が500KOHmg/g超1300KOHmg/g以下であるポリオール3を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のウレタン系接着剤組成物。
  5. 前記ポリオール3の水酸基価が、1000~1300KOHmg/gである、請求項4に記載のウレタン系接着剤組成物。
  6. 前記ポリオール成分が有する全水酸基中、前記ポリオール3が有する水酸基の割合が、10~40モル%である、請求項4又は5に記載のウレタン系接着剤組成物。
  7. 前記ポリオール成分が有する全水酸基に対する、前記ポリイソシアネート成分が有する全イソシアネート基のモル比が、1.0~3.0である、請求項1~6のいずれか1項に記載のウレタン系接着剤組成物。
  8. 前記ポリオール1のガラス転移温度が、0~+50℃である、請求項1~7のいずれか1項に記載のウレタン系接着剤組成物。
  9. 前記ポリオール1の数平均分子量が、6,000~23,000である、請求項1~8のいずれか1項に記載のウレタン系接着剤組成物。
  10. 前記ポリオール2が、骨格として、ポリイソプレン、ポリブタジエン、若しくは、これらの水素添加物、又は、ポリカーボネートを少なくとも有する、請求項1~9のいずれか1項に記載のウレタン系接着剤組成物。
  11. 更に、溶剤を含有し、前記溶剤が少なくとも酢酸エステル系溶剤を含む、請求項1~10のいずれか1項に記載のウレタン系接着剤組成物。
  12. 請求項1~11のいずれか1項に記載のウレタン系接着剤組成物を用いて加硫ゴム同士を接着させる、加硫ゴム接着方法。
  13. 請求項1~11のいずれか1項に記載のウレタン系接着剤組成物を用いてベルトの端部同士を接着したコンベヤベルト。
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